ОБМІН РЕЧОВИН ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ – ОСНОВНА ВЛАСТИВІСТЬ ЖИВОГО

У кожного з вас щоденно є безліч різноманітних справ. Це навчання в школі, що потребує неабияких зусиль. І всіляка домашня робота, і заняття спортом, і прогулянки з друзями… Зусиль від вашого організму потребують навіть комп’ютерні ігри, якими захоплюються багато хто з вас. Звідкіля тільки у вашого організму беруться сили на те, щоб впоратися з таким навантаженням… А він у цей час ще й росте, і неабияк — ваш зріст і маса тіла збільшуються щорічно, додаючи по декілька сантиметрів і кілограмів.

Харчування й обмін речовин. Значення їжі для життєдіяльності нашого організму величезне. М’ясо й молоко, овочі і фрукти, крупи і хліб тощо є єдиним джерелом, з яким до нашого організму надходять органічні речовини. Саме білки, жири й вуглеводи їжі, а також вода й мінеральні речовини є вихідним матеріалом, потрібним для утворення власних речовин нашого організму. Розщеплення білків і жирів їжі починається в шлунку, а вуглеводів — у ротовій порожнині. Усі такі перетворення відбуваються під дією ферментів, що прискорюють розпад цих складових їжі до простіших молекул. Продукти розщеплення білків, жирів і вуглеводів надходять до клітин епітелію кишечника й далі транспортуються у складі крові до всіх клітин організму. Які перетворення відбуваються з речовинами їжі в організмі людини? Якими є функції білків, жирів, вуглеводів організму, що утворюються з речовин їжі? Обмін білків. Під дією секретів травних залоз (травних соків) великі складні молекули білків розщеплюються до амінокислот. У цих процесах беруть участь ферменти травного соку шлунка (пепсин), секрету підшлункової залози (трипсин), який надходить до кишечника. Одна частина амінокислот доправляється до клітин печінки, інша — до решти клітин організму. У печінці ці речовини перетворюються на жири й вуглеводи, а в інших клітинах з них будуються власні білки організму. Синтезовані організмом білки за потреби можуть розкладатися з вивільненням енергії, забезпечуючи нею організм, отже, виконують енергетичну функцію. Білки є складовими органел клітини — ядра, цитоплазми, мембрани тощо, вони наявні в кістковій тканині (структурно-пластична функція). Білками є ферменти (каталітична функція), а також складові імунної системи — антитіла (регуляторна функція). Білок крові фібриноген бере участь у зсіданні крові (захисна функція), а гемоглобін — у перенесенні газів (транспортна функція). Обмін жирів. Жири їжі під дією травного ферменту ліпази й жовчі розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти. У клітинах епітелію кишечника з них синтезується жир, властивий певному організму. У вигляді емульсії він надходить до лімфи, а з нею у кров. Жир може утворюватися також із вуглеводів і білків. Він може відкладатися у жировій клітковині сполучної тканини й між органами. Ці відкладення оберігають органи від струсів, є теплоізолятором (захисна функція). За потреби запаси жирів стають джерелом енергії, оскільки енергоємність жиру більша, ніж у вуглеводів і білків, узятих разом (енергетична функція). У жирах розчиняються певні вітаміни, будуються клітинні мембрани (структурно-пластична функція). Жири є складовими в шляхах проведення нервових сигналів, з них утворюються деякі гормони (регуляторна функція). Обмін вуглеводів. Складні вуглеводи їжі починають розкладатися в ротовій порожнині. Під дією ферменту слини амілази в ротовій порожнині й ферментів підшлункової залози в кишечнику складні вуглеводи розкладаються до глюкози й інших простих вуглеводів. Прості вуглеводи надходять до печінки. Частина цукрів з печінки доправляється у кров і з нею надходить у необхідній кількості до всіх клітин організму. З надлишків цукрів синтезується запасна нерозчинна речовина глікоген, яка за потреби перетворюється на розчинну у воді глюкозу (запасальна функція). Глюкоза — найважливіше джерело енергії, що вивільнюється під час її розщеплення. Вона забезпечує безліч потреб організму, зокрема енергетичні потреби нервової системи, необхідні для проведення нервових імпульсів. Вуглеводи містяться в міжклітинній речовині. Вони перебувають у складі нуклеїнових кислот, а отже, беруть участь у передачі спадкової інформації. Деякі токсичні речовини внаслідок взаємодії з глюкозою в печінці стають легкорозчинними і швидше видаляються з організму. Отже, вуглеводам притаманні запасальна, енергетична, структурно-пластична, захисна функції. Кінцевими продуктами розкладання всіх органічних речовин є вода й вуглекислий газ, а білків — ще й сполуки Нітрогену, наприклад сечовина. Обмін води й мінеральних речовин. І вода, і мінеральні солі є складовими їжі й організму людини. Усі біохімічні реакції в ньому відбуваються у водному середовищі. Вода або пов’язана хімічними зв’язками з іншими сполуками, або розчиняє їх. Вміст води в організмі людини сягає 90 %. Вода є компонентом складу будь-якої клітини, реагентом у багатьох клітинних реакціях. Вода міститься у травних соках. Вона входить до складу крові й лімфи, а отже, бере участь у транспорті речовин. Разом з водою видаляються назовні кінцеві продукти розпаду білків, жирів, вуглеводів. Виділення води відбувається із сечею, калом, потом, а також під час дихання. У середньому з організму людини виділяється 1,7–2,2 л води на день. Для збереження водно-сольового балансу таку саму її кількість людина споживає. Понаднормове підвищення концентрації солей у крові та тканинній речовині може призвести до того, що вода почне виходити з клітин і вони загинуть. Якщо концентрація солей у крові та тканинній речовині буде нижчою за норму, вода почне надходити в клітини, і їхня робота порушиться. Мінеральні речовини потрібні для забезпечення зсідання крові (Кальцій), транспортування нею газів (Ферум у складі гемоглобіну), утворення кісткової тканини (Кальцій, Фосфор), появи нервових імпульсів (Кальцій, Натрій, Калій) тощо. Загальна кількість мінеральних речовин в організмі людини становить близько 4,5 % його маси. Проте щоденна потреба в цих речовинах невелика й за умов правильного харчування повністю забезпечується (крім кухонної солі) за рахунок різноманітної їжі. Вітаміни. Це органічні сполуки різного хімічного складу. Вони не беруть участі у пластичному або енергетичному обміні, проте є вихідними речовинами для синтезу ферментів. Вітаміни майже не утворюються в організмі людини, вони надходять до нього з їжею. І це зумовлює вимоги до харчування — набір продуктів має містити всі вітаміни, потрібні людині, і в достатній кількості. Добова потреба у вітамінах невелика. Проте відсутність у їжі хоча б одного з вітамінів протягом тривалого часу може спричинити авітамінози, а нестача вітамінів — гіповітамінози. Це порушення метаболізму, пов’язані з відсутністю певних ферментів, без яких відповідні реакції обміну не відбуваються. Таке явище і спричинює тяжкі захворювання: цингу, порушення зору, рахіт тощо. Відомо кілька десятків вітамінів. Зазвичай їх або їхні групи позначають великими буквами латиниці: A, B (В1, В2…), C, D тощо. Розрізняють жиророзчинні й водорозчинні вітаміни. У табл. 1 на форзаці наведено відомості про деякі вітаміни, прояви гіповітамінозу, харчові продукти, які містять ці вітаміни, і добову потребу в них.

Слід пам’ятати, що внаслідок тривалого зберігання, теплової обробки їжі, взаємодії із залізом вітаміни руйнуються. Варити їжу краще в емальованому посуді. Вітамін С руйнується навіть під час взаємодії з повітрям. Отже, продукти, що його містять, краще опускати у воду, що вже кипить,— у ній вміст кисню менший. Також треба ставитися з обережністю до прийому вітамінних препаратів, оскільки їх надлишок в організмі може нашкодити вашому здоров’ю.

§ 5

САМОСПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА СПІВВІДНОШЕННЯМ МАСИ Й ЗРОСТУ ТІЛА

Мета: дослідити відповідність між масою тіла й зростом людини та вміти оцінювати ступінь цієї відповідності з використанням методу показників. Обладнання: ваги, ростомір.

Хід роботи

І. Визначення росту й маси свого тіла. Поміряйте зріст, виміряйте масу та порівняйте свої показники зі стандартними показниками таблиць для хлопців та дівчат.

ІІ. Визначення індексу маси тіла (ІМТ) (індекс Кетеле). Визначаємо індекс: ІМТ = М (кг) / Р2 (м) (дорівнює масі тіла в кілограмах, поділеній на зріст у квадраті в метрах). Ідеальна маса тіла дорослої людини коливається в межах ІМТ від 20 до 25 кг/м2. Якщо показники менші, то можна говорити про недостатню масу, якщо більші – про надлишкову масу.

Примітка.

ІМТ для дорослих і для дітей обчислюють по-різному. Додатковими параметрами при визначенні індексу стають вік і стать дитини. Нормальний ІМТ у дітей менший, ніж у дорослих – від 15 до 18,5 років залежно від віку. Це пов’язано з різними пропорціями тіла в дітей і дорослих.